总总 结结组合逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路1.特点特点,分析分析,设计设计,2.常用功能器件常用功能器件:定义定义,功能功能,集成芯片应用集成芯片应用编码器编码器,译码器译码器,数据选择器数据选择器,数据分配器数据分配器,比较器比较器,加法器加法器1.特点特点,分析分析,设计设计,2.常用功能器件常用功能器件:定义定义,功能功能,集成芯片应用集成芯片应用,寄存器寄存器门电路构成门电路构成触发器电路构成触发器电路构成:逻逻辑辑代代数数数字数字电电子技子技术术基基础总结础总结第一章第一章 数字电路基础数字电路基础基本要求基本要求1. 正正确确理理解解以以下下基基本本概概念念：正正逻逻辑辑、负负逻逻辑辑、数数制制与与码码制制、二二极极管管与与三三极极管管的的开开关关作作用用和和开开关关特特性性、逻逻辑变量、逻辑函数、辑变量、逻辑函数、“与、或、非与、或、非”基本逻辑关系。基本逻辑关系。2. 熟练掌握三极管三种工作状态的特点及判别方法。熟练掌握三极管三种工作状态的特点及判别方法。3. 熟熟练练掌掌握握逻逻辑辑函函数数的的几几种种表表示示方方法法（真真值值表表、表表达式、逻辑图），并会相互转换。达式、逻辑图），并会相互转换。(1) (54)D =(0101,0100)8421 =(1011,0100)2421(2) (87.15)D =(1000,0111.0001,0101)8421 =(1110,1101.0001,1011)2421(3) (239.03)D =(0010,0011,1001.0000,0011)8421 =(0010,0011,1111.0000,0011)2421 基本定律和恒等式基本定律和恒等式基本定律和恒等式基本定律和恒等式第二章第二章 逻辑门电路逻辑门电路基本要求基本要求1. 正确理解以下基本概念：正确理解以下基本概念：推拉式输出、线与、高阻态。推拉式输出、线与、高阻态。2. 熟练掌握各种门电路的逻辑功能。熟练掌握各种门电路的逻辑功能。3. 熟熟悉悉各各种种门门电电路路的的结结构构、工工作作原原理理、主主要要参参数数及应用中注意的问题。及应用中注意的问题。 电电路路如如图图所所示示，试试用用表表格格方方式式列列出出各各门门电电路路的的名名称称，输输出逻辑表达式以及当出逻辑表达式以及当ABCD=1001时，各输出函数的值。时，各输出函数的值。 第三章第三章 组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的分析与设计基本要求基本要求1.正正确确理理解解以以下下基基本本概概念念：逻逻辑辑变变量量、逻逻辑辑函函数数、“与、或、非与、或、非”基本逻辑关系、竞争冒险。基本逻辑关系、竞争冒险。2.熟熟练练掌掌握握逻逻辑辑函函数数的的几几种种常常用用的的表表示示方方法法：真真值值表表、逻逻辑辑表表达达式式、逻逻辑辑图图、卡卡诺诺图图。并并能能熟熟练练的的相相互转换。互转换。3. 熟熟练练掌掌握握逻逻辑辑代代数数基基本本定定律律、基基本本运运算算规规则则，能能够熟练用其对逻辑函数进行代数化简及表达式转换。够熟练用其对逻辑函数进行代数化简及表达式转换。4. 熟练掌握卡诺图化简法。熟练掌握卡诺图化简法。5.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法。熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法。 基本逻辑关系小结基本逻辑关系小结 逻辑逻辑 符号符号 表示式表示式与与&ABYABY1或或非非1YAY=ABY=A+B与非与非&ABY或非或非ABY1异或异或=1ABYY= A B组合逻辑电路的分析步骤：组合逻辑电路的分析步骤：组合逻辑电路分析方法组合逻辑电路分析方法1、 由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；2、 化简和变换逻辑表达式；化简和变换逻辑表达式；3、 列出真值表；列出真值表；4、 根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。根据已知逻辑电路，经分析确定电路的的逻辑功能。根据已知逻辑电路，经分析确定电路的的逻辑功能。1 1、逻辑抽象（约定）：根据实际逻辑问题的因果关系确、逻辑抽象（约定）：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；2、根据逻辑描述列出真值表；根据逻辑描述列出真值表；3、由真值表写出逻辑表达式由真值表写出逻辑表达式; ;5、 画出逻辑图。画出逻辑图。4、根据器件的类型根据器件的类型, ,简化和变换逻辑表达式简化和变换逻辑表达式一、组合逻辑电路的设计步骤一、组合逻辑电路的设计步骤 根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计设计一个故障指示电路，具体要求为：设计一个故障指示电路，具体要求为：（1）两台电动机同时工作时，绿灯亮；）两台电动机同时工作时，绿灯亮；（2）一台电动机发生故障时，黄灯亮；）一台电动机发生故障时，黄灯亮；（3）两台电动机同时发生故障时，红灯亮。）两台电动机同时发生故障时，红灯亮。解解 1.1.设设定定A A、B B分分别别表表示示两两台台电电动动机机这这两两个个逻逻辑辑变变量量，F F绿绿、F F黄黄、F F红红分分别别表表示示绿绿灯灯、黄黄灯灯、红红灯灯；且且用用0 0表表示示电电动动机机正正常常工工作作，1 1表表示示电电动动机机发发生生故故障障；1 1表表示示灯灯亮亮，0 0表示灯灭。表示灯灭。 2.2.建立真值表建立真值表 按设计要求可得真值表按设计要求可得真值表 ABF绿F黄F红001000101010010110013. 根据真值表求得输出逻辑函数的表达式根据真值表求得输出逻辑函数的表达式4. 化简上述逻辑函数表达式，并转换成适当的形式。由于上化简上述逻辑函数表达式，并转换成适当的形式。由于上述逻辑函数的表达式都是最简了，所以不用再化简。述逻辑函数的表达式都是最简了，所以不用再化简。 5. 根据逻辑函数根据逻辑函数表达式画出逻辑表达式画出逻辑电路图。电路图。第三章第三章 组合逻辑模块及其应用组合逻辑模块及其应用基本要求基本要求1.熟熟练练掌掌握握译译码码器器、编编码码器器、数数据据选选择择器器、数数值值比比较器的逻辑功能及常用中规模集成电路的应用。较器的逻辑功能及常用中规模集成电路的应用。2.熟练掌握半加器、全加器的逻辑功能，设计方法。熟练掌握半加器、全加器的逻辑功能，设计方法。3.正确理解以下基本概念：正确理解以下基本概念： 编码、译码、组合逻辑电路、时序逻辑电路。编码、译码、组合逻辑电路、时序逻辑电路。用用译码器器实现逻辑函数的步函数的步骤o1.1.写出写出逻辑函数的最小函数的最小项和的形式；和的形式；o2.2.将将逻辑函数的最小函数的最小项和的表达式和的表达式变换成与非成与非与非式；与非式；o3.3.画出接画出接线图。o4.4.如果函数如果函数为4 4变量函数，用量函数，用3/83/8线译码器器实现，则需先用两片需先用两片3/83/8线译码器器扩展成展成4/164/16线译码器，器，在此基在此基础上上进行以上步行以上步骤。例例1 1 试用用译码器和器和门电路路实现逻辑函数：函数：解：解：将逻辑函数转换成最小项表达式，将逻辑函数转换成最小项表达式，再转换成与非再转换成与非与非形式。与非形式。=m3+m5+m6+m7=用一片用一片7413874138加一个与非门加一个与非门就可实现该逻辑函数。就可实现该逻辑函数。利用利用8 8选选1 1数据选择器组成函数产生器的一般步骤数据选择器组成函数产生器的一般步骤a a、将函数变换成最小项表达式、将函数变换成最小项表达式b b、使器件处于使能状态、使器件处于使能状态c c、地址、地址信号信号S2、 S1 、 S0 作为函数的输入变量作为函数的输入变量d d、处理数据输入、处理数据输入D0D7信号电平。逻辑表达式中有信号电平。逻辑表达式中有mi ,则相应则相应Di =1，其他的数据输入端均为，其他的数据输入端均为0。 要实现的逻辑函数中的变量个数与数据选择器的地址输入端要实现的逻辑函数中的变量个数与数据选择器的地址输入端的个数相同，将变量与数据选择器的地址输入端一一对应即可。的个数相同，将变量与数据选择器的地址输入端一一对应即可。 如果要实现的逻辑函数中的变量个数与数据选择器的地址输如果要实现的逻辑函数中的变量个数与数据选择器的地址输入端的个数不同，不能用前述的简单办法。应分离出多余的变量，入端的个数不同，不能用前述的简单办法。应分离出多余的变量，把它们加到适当的数据输入端。把它们加到适当的数据输入端。例例2 2 试用用8 8选1 1数据数据选择器器74X15174X151实现单输出出组合合逻辑函数函数o解法一解法一： 其中：其中：S S2 2=A,S=A,S1 1=B,S=B,S0 0=C=C比较比较Y Y与与L L，当，当 D D5 5= =D D7 7= 1 , = 1 , D D0 0= =D D1 1= =D D2 2= =D D4 4=0=0时时Y=L由由译码器器74138和和8选1数数据据选择器器74151组成成如如图所所示示的的逻辑电路路。X2X1X0及及Z2Z1Z0为两两个个三三位位二二进制制数数。试分分析析电路的路的逻辑功能。功能。 试用用8选1数数据据选择器器74151和和门电路路设计一一个个四四位位二二进制制码奇奇偶偶校校验器器。要要求求当当输入入的的四四位位二二进制制码中中有有奇奇数数个个1时，输出出为1，否，否则为0。 解解 设四四位位二二进制制码ABCD为为输输入入逻逻辑辑变变量量，校校验验结结果果L为为输输出出逻逻辑辑变变量量。所所对对应的奇偶校验器的逻辑关系真值表。应的奇偶校验器的逻辑关系真值表。A B C DL0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10110100110010110第四章第四章 触发器触发器基本要求基本要求1.熟熟练练掌掌握握各各类类触触发发器器的的逻逻辑辑功功能能（功功能能表表、特特性性方方程、状态转换图、驱动表）。程、状态转换图、驱动表）。2. 熟熟练练掌掌握握各各种种不不同同结结构构的的触触发发器器的的触触发发特特点点，并并能够熟练画出工作波形。能够熟练画出工作波形。3.熟悉触发器的主要参数。熟悉触发器的主要参数。4.熟悉各类触发器间的相互转换。熟悉各类触发器间的相互转换。5.了解各类触发器的结构和工作原理。了解各类触发器的结构和工作原理。 数字数字电电子技子技术术基基础总结础总结1 写出图示各电路的状态方程。写出图示各电路的状态方程。 2 触发器的状态转换图如图所示，写出该触发器的特性方触发器的状态转换图如图所示，写出该触发器的特性方程，如用程，如用JK触发器实现同样的功能，写出相应的逻辑关系表达触发器实现同样的功能，写出相应的逻辑关系表达式，并画出电路图。式，并画出电路图。 数字数字电电子技子技术术基基础总结础总结第五章第五章 时序逻辑电路时序逻辑电路基本要求基本要求1.正正确确理理解解以以下下基基本本概概念念：组组合合逻逻辑辑电电路路、时时序序逻逻辑电路、同步和异步、计数和分频。辑电路、同步和异步、计数和分频。2.熟熟练练掌掌握握二二进进制制、十十进进制制计计数数器器的的工工作作原原理理、逻逻辑功能；二进制计数器的设计方法。辑功能；二进制计数器的设计方法。3. 了解时序逻辑电路的分析方法和设计方法。了解时序逻辑电路的分析方法和设计方法。时序逻辑电路时序逻辑电路分析分析的一般步骤的一般步骤: :1.1.观察电路的结构，观察电路的结构，确定电路是同步时序逻辑电路还是确定电路是同步时序逻辑电路还是异步时序逻辑电路，是米里型电路还是莫尔型电路。异步时序逻辑电路，是米里型电路还是莫尔型电路。.确定电路的逻辑功能确定电路的逻辑功能.3.列出状态转换表或画出状态图和波形图；列出状态转换表或画出状态图和波形图； 2. 根据给定的时序电路图根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式：写出下列各逻辑方程式：(1)(1)写出各触发器的时钟方程。写出各触发器的时钟方程。(2)(2)写出时序逻辑电路的输出方程。写出时序逻辑电路的输出方程。(3)(3)写出各触发器的驱动方程。写出各触发器的驱动方程。(4)(4)将各触发器的驱动方程代入其特性方程，求得各触发器的次态方将各触发器的驱动方程代入其特性方程，求得各触发器的次态方程程. .设计同步时序逻辑电路的一般步骤设计同步时序逻辑电路的一般步骤同步时序电路的设计过程同步时序电路的设计过程(1) )根据给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表根据给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表(2)状态化简状态化简-求出最简状态图求出最简状态图 ；合并等价状态，消去多余状态的过程称为状态化简合并等价状态，消去多余状态的过程称为状态化简等价状态等价状态：在相同的输入下有相同的输出，并转换到同在相同的输入下有相同的输出，并转换到同一个次态去的两个状态称为等价状态。一个次态去的两个状态称为等价状态。明确电路的输入条件和相应的输出要求，分别确定输入变量明确电路的输入条件和相应的输出要求，分别确定输入变量和输出变量的数目和符号。和输出变量的数目和符号。找出所有可能的状态和状态转换之间的关系。找出所有可能的状态和状态转换之间的关系。根据原始状态图建立原始状态表。根据原始状态图建立原始状态表。(3)状态编码（状态分配）；状态编码（状态分配）；(4)选择触发器的类型选择触发器的类型(6)画出逻辑图并检查自启动能力。画出逻辑图并检查自启动能力。给每个状态赋以二进制代码的过程。给每个状态赋以二进制代码的过程。根据状态数确定触发器的个数，根据状态数确定触发器的个数，(5)求出电路的激励方程和输出方程求出电路的激励方程和输出方程 ；（M:状态数状态数;n:触发器的个数）触发器的个数）2n-1M2n 选取编码方案的原则应有利于所选触发器的驱动选取编码方案的原则应有利于所选触发器的驱动方程及电路输出方程的简化和电路的稳定方程及电路输出方程的简化和电路的稳定例例 设计一个串行数据一个串行数据检测器。器。对它的要求是：它的要求是：连续输入入3 3个或个或3 3个以个以上的上的1 1时输出出为1,1,其它情况下其它情况下输出出为0.0.解：设输入数据为输入变量，用解：设输入数据为输入变量，用X表示；检测结果为输出变量，表示；检测结果为输出变量，用用Y表示，其状态转换表为表示，其状态转换表为其中其中S0为没有为没有1输入的以前状态，输入的以前状态，S1为输入一个为输入一个1以后的状态，以后的状态，S2为为输入两个输入两个1以后的状态，以后的状态，S3为连续输入为连续输入3个或个或3个以上个以上1的状态。的状态。由状态表可以看出，由状态表可以看出，S2和和S3为等价状态，可以合并成一个。为等价状态，可以合并成一个。其化简后状态图为由于电路的状态为由于电路的状态为3个，故个，故M3,应应取触发器的数目为取触发器的数目为n2.取取00、01和和10分别对应分别对应S0、S1和和S3,若若选定的触发器为选定的触发器为JK触发器，则其输触发器，则其输出端的卡诺图为出端的卡诺图为分开的卡诺图为分开的卡诺图为化简后电路的状态方程为可得驱动方程为可得驱动方程为输出方程为输出方程为其对应的逻辑电路如图其对应的逻辑电路如图5.4.3所示所示其状态转换图为由状态转换图可知，此电路可以由状态转换图可知，此电路可以自启动。自启动。时序序逻辑电路的自启路的自启动设计 前一节的时序电路设计中，电路的自启动检查是在最后一步进前一节的时序电路设计中，电路的自启动检查是在最后一步进行的，如果不能自启动，还要返回来从新修改设计。如果在设计过行的，如果不能自启动，还要返回来从新修改设计。如果在设计过程中能够考虑自启动的问题，就可以省略检查自启动这一步骤了。程中能够考虑自启动的问题，就可以省略检查自启动这一步骤了。例例 设计一七进制计数器，要求它能够自启动。已知该计数器的状态设计一七进制计数器，要求它能够自启动。已知该计数器的状态转换图及状态编码如图转换图及状态编码如图5.4.4所示。所示。解：解： 由所给的状态图得出电由所给的状态图得出电路次态的卡诺图为路次态的卡诺图为各个输出端的卡诺图为则输出端的状态方程为则输出端的状态方程为由于进位信号是在由于进位信号是在011状态译出，故输出方程为状态译出，故输出方程为注意： 在上述合并在上述合并1中，如果将中，如果将项圈入，则当作项圈入，则当作1处理；否则作处理；否则作0处理。处理。这就是无形中给无效状态（这就是无形中给无效状态（）指定了次态。如果想电路自启动，）指定了次态。如果想电路自启动，必须是无效状态的次态应改为有效状态。必须是无效状态的次态应改为有效状态。 前面所得的电路状态方程都是没包含前面所得的电路状态方程都是没包含，也就是将它取成，也就是将它取成000,仍是无效状态，电路则不会自启动。如果将仍是无效状态，电路则不会自启动。如果将取成有效状态则取成有效状态则电路就会自启动。若修改电路就会自启动。若修改Q2n1的卡诺图如下的卡诺图如下那么电路的状态方程改为那么电路的状态方程改为 若由若由JK触发器构成，则应将上述状态方程改写成触发器构成，则应将上述状态方程改写成JK触发器触发器特性方程的标准形式，即特性方程的标准形式，即则驱动方程为 根据驱动方程和输出方程可画出七进制计数器的逻辑电路如图根据驱动方程和输出方程可画出七进制计数器的逻辑电路如图5.4.5所示。所示。它的状态转换图为故电路可以自启动。故电路可以自启动。注：修改输出端逻辑式注：修改输出端逻辑式时，也可以修改其它两时，也可以修改其它两端，这视得到的状态方端，这视得到的状态方程最简而定。程最简而定。注意：在无效状态不止一个的情况下，为保证电路注意：在无效状态不止一个的情况下，为保证电路能够自启动，必须使每个无效状态都能直接或间接能够自启动，必须使每个无效状态都能直接或间接地转为某一有效状态。地转为某一有效状态。 第五章第五章 时序逻辑电路时序逻辑电路基本要求基本要求1. 熟悉常用中规模集成计数器的逻辑功能及应用。熟悉常用中规模集成计数器的逻辑功能及应用。2. 熟练掌握计数器的分析方法。熟练掌握计数器的分析方法。3. 熟悉寄存器的工作原理、逻辑功能。熟悉寄存器的工作原理、逻辑功能。带引脚名的逻辑符号带引脚名的逻辑符号带引脚名的逻辑符号带引脚名的逻辑符号带引脚名的逻辑符号带引脚名的逻辑符号用用RCO端来实现端来实现完整状态转换图完整状态转换图 试分别用以下方法设计一个七进制计数器：试分别用以下方法设计一个七进制计数器：（1）利利用用74290的的异异步步清清零零功功能能；（2）利利用用74163的的同同步步清清零功能；（零功能；（3）利用）利用74161的同步置数功能。的同步置数功能。 试分别用以下方法设计一个七进制计数器：试分别用以下方法设计一个七进制计数器：（1）利利用用74290的的异异步步清清零零功功能能；（2）利利用用74163的的同同步步清清零功能；（零功能；（3）利用）利用74161的同步置数功能。的同步置数功能。 试分别用以下方法设计一个七进制计数器：试分别用以下方法设计一个七进制计数器：（1）利利用用74290的的异异步步清清零零功功能能；（2）利利用用74163的的同同步步清清零功能；（零功能；（3）利用）利用74161的同步置数功能。的同步置数功能。 74161试分别用以下方法设计一个试分别用以下方法设计一个82进制计数器：进制计数器：（1）利用）利用74290的异步清零功能；（的异步清零功能；（2）利用）利用74160的异步清的异步清零功能；（零功能；（3）利用）利用74160的同步置数功能。的同步置数功能。 试分别用以下方法设计一个试分别用以下方法设计一个82进制计数器：进制计数器：（1）利用）利用74290的异步清零功能；（的异步清零功能；（2）利用）利用74160的异步清的异步清零功能；（零功能；（3）利用）利用74160的同步置数功能。的同步置数功能。 试分别用以下方法设计一个试分别用以下方法设计一个82进制计数器：进制计数器：（1）利用）利用74290的异步清零功能；（的异步清零功能；（2）利用）利用74160的异步清的异步清零功能；（零功能；（3）利用）利用74160的同步置数功能。的同步置数功能。 第六章第六章 脉冲波形的产生与整形脉冲波形的产生与整形基本要求基本要求1.熟练掌握熟练掌握555定时器的结构及功能。定时器的结构及功能。2.熟熟练练掌掌握握555定定时时器器构构成成的的三三种种基基本本脉脉冲冲电电路路（单单稳稳态态触触发发器器、多多谐谐振振荡荡器器、施施密密特特触触发发器器）的的结结构构、工工作作原原理理、主主要要参参数数的的计计算算。会会分分析析555定时器应用电路的工作原理。定时器应用电路的工作原理。R1R2（3）电路振荡周期）电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（4）电路振荡频率）电路振荡频率f振荡频率振荡频率占空比占空比 第七章第七章 半导体存储器半导体存储器 基本要求基本要求1.熟悉随机存取存储器（熟悉随机存取存储器（RAM）的工作原理。）的工作原理。2. .熟悉典型熟悉典型RAM的功能及容量扩展的方法。的功能及容量扩展的方法。3.熟悉只读存储器（熟悉只读存储器（ROM）的结构、工作原理。）的结构、工作原理。4. 熟悉常用熟悉常用EPROM的的功能及应用。的的功能及应用。 1. 指指出出下下列列存存储储系系统统各各具具有有多多少少个个存存储储单单元元，至至少少需需要要几几条条地地址址线和数据线。线和数据线。（1）64K1; （2）256K4;（3）1M1;（4）128K8解（解（1）2161个存储单元，至少需要个存储单元，至少需要16条地址线和条地址线和1条数据线。条数据线。（2）2184个存储单元，至少需要个存储单元，至少需要18条地址线和条地址线和4条数据线。条数据线。（3）2201个存储单元，至少需要个存储单元，至少需要20条地址线和条地址线和1条数据线。条数据线。（4）2178个存储单元，至少需要个存储单元，至少需要17条地址线和条地址线和8条数据线。条数据线。2. 设设存存储储器器的的起起始始地地址址全全为为0，试试指指出出下下列列存存储储系系统统的的最最高高地地址址为为多少？（多少？（1）2K1 （2）16K4 （3）256K32 解解 （1）(7FF)H （2）(3FFF)H （3）(3FFFF)H 第九章第九章 数模与模数转换电路数模与模数转换电路 基本要求基本要求1.了解了解D/A转换器的电路结构及工作原理。转换器的电路结构及工作原理。2.了解了解D/A转换器的主要技术指标。转换器的主要技术指标。3.了解了解A/D转换器的电路结构和工作原理。转换器的电路结构和工作原理。4.了解了解A/D转换器的主要技术指标。转换器的主要技术指标。